L'univers pourrait "se souvenir" des ondes gravitationnelles longtemps après leur passage.
C'est la prémisse d'un article théorique publié le 25 avril dans la revue Physical Review D.Les ondes gravitationnelles, de légères ondulations dans l'espace et le temps que l'humanité n'a que ces dernières années réussi à détecter, ont tendance à passer très rapidement. Mais les auteurs de l'article ont montré qu'après le passage des vagues, ils pourraient quitter une région légèrement altérée - laissant derrière eux une sorte de souvenir de leur traversée.
Ces changements, que les chercheurs ont qualifiés d '«observables d'ondes gravitationnelles persistantes», seraient encore plus faibles que les ondes gravitationnelles elles-mêmes, mais ces effets dureraient plus longtemps. Les objets peuvent être légèrement déplacés. Les positions des particules dérivant dans l'espace peuvent être modifiées. Même le temps lui-même pourrait se retrouver légèrement désynchronisé, fonctionnant brièvement à différentes vitesses dans différentes parties de la Terre.
Ces changements seraient si minuscules que les scientifiques seraient à peine capables de les détecter. Les chercheurs ont écrit dans leur article que la méthode la plus simple pour observer ces effets pourrait impliquer deux personnes "transportant de petits détecteurs d'ondes gravitationnelles" - une blague parce que les détecteurs sont assez grands.
Mais il existe des moyens pour les chercheurs de détecter ces souvenirs. Voici la plus évidente: la recherche de changements dans les miroirs des détecteurs d'ondes gravitationnelles existants.
À l'heure actuelle, les scientifiques peuvent détecter les ondes gravitationnelles en construisant des observatoires qui tirent des faisceaux laser très calmes et stables sur de longues distances. Lorsque les faisceaux tremblent légèrement, c'est le signe qu'une onde gravitationnelle est passée. En étudiant les mouvements, les physiciens peuvent mesurer les ondes. La première détection de ce type remonte à 2015, et depuis lors, la technologie s'est améliorée de sorte que les observatoires détectent les ondes gravitationnelles aussi souvent qu'une fois par semaine.
Ces ondes proviennent d'événements massifs, comme lorsque des trous noirs et des étoiles à neutrons entrent en collision très loin dans l'espace. Au moment où ils atteignent la Terre, cependant, les vagues sont à peine perceptibles. Leurs effets à long terme sont encore moins évidents.
Mais les miroirs des détecteurs sont constamment mesurés de manière si précise que, au fil du temps, les déplacements provoqués par les ondes gravitationnelles peuvent devenir si intenses que les chercheurs pourront les repérer. Les chercheurs ont mis au point un modèle mathématique qui prédit combien les miroirs devraient se déplacer au fil du temps à chaque passage des ondes.
Les autres méthodes que les humains pourraient utiliser pour détecter ces effets à long terme impliquent des horloges atomiques et des particules en rotation.
Deux horloges atomiques placées à une certaine distance l'une de l'autre subiraient une onde gravitationnelle différemment, y compris ses effets de dilatation temporelle: comme le temps serait plus ralenti d'une horloge que l'autre, des différences subtiles dans leurs lectures après le passage d'une onde pourraient révéler un souvenir de la vague dans l'univers local.
Enfin, une minuscule particule en rotation pourrait changer son comportement avant et après le passage d'une onde. Suspendez-le dans une chambre dans un laboratoire et mesurez sa vitesse et sa direction de rotation; puis mesurer à nouveau après le passage d'une onde. La différence de comportement de la particule révélerait un autre type de mémoire de l'onde.
Cet article théorique, à tout le moins, donne aux scientifiques une nouvelle façon intrigante d'examiner les expériences de construction pour étudier les ondes gravitationnelles.
